最新实验四负反馈放大器(1)

实验四负反馈放大器(1)实验二晶体管共射极单管放大器一、实验目的1、学会放大器静态工作点的调试方法，分析静态工作点对放大器性能的影响。

2、掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。

3、熟悉常用电子仪器及模拟电路实验设备的使用。

二、实验原理图2－1为电阻分压式工作点稳定单管放大器实验电路图。

它的偏置电路采用R B1和R B2组成的分压电路，并在发射极中接有电阻R E，以稳定放大器的静态工作点。

当在放大器的输入端加入输入信号u i后，在放大器的输出端便可得到一个与u i相位相反，幅值被放大了的输出信号u0，从而实现了电压放大。

图2－1 共射极单管放大器实验电路在图2－1电路中，当流过偏置电阻R B1和R B2 的电流远大于晶体管T 的 基极电流I B 时（一般5～10倍），则它的静态工作点可用下式估算 CC B2B1B1B U R R R U +≈U CE ＝U CC －I C （R C ＋R E ） 电压放大倍数beL C V r R R βA // -=输入电阻R i ＝R B1 // R B2 // r be 输出电阻 R O ≈R C由于电子器件性能的分散性比较大，因此在设计和制作晶体管放大电路时，离不开测量和调试技术。

在设计前应测量所用元器件的参数，为电路设计提供必要的依据，在完成设计和装配以后，还必须测量和调试放大器的静态工作点和各项性能指标。

一个优质放大器，必定是理论设计与实验调整相结合的产物。

因此，除了学习放大器的理论知识和设计方法外，还必须掌握必要的测量和调试技术。

放大器的测量和调试一般包括：放大器静态工作点的测量与调试，消除干扰与自激振荡及放大器各项动态参数的测量与调试等。

CEBEB E I R U U I ≈-≈1、 放大器静态工作点的测量与调试 1) 静态工作点的测量测量放大器的静态工作点，应在输入信号u i ＝0的情况下进行， 即将放大器输入端与地端短接，然后选用量程合适的直流毫安表和直流电压表，分别测量晶体管的集电极电流I C 以及各电极对地的电位U B 、U C 和U E 。

一般实验中，为了避免断开集电极，所以采用测量电压U E 或U C ，然后算出I C 的方法，例如，只要测出U E ，即可用 E E E C R U I I =≈算出I C （也可根据CCCC C R U U I -=，由U C 确定I C ）， 同时也能算出U BE ＝U B －U E ，U CE ＝U C －U E 。

为了减小误差，提高测量精度，应选用内阻较高的直流电压表。

2) 静态工作点的调试放大器静态工作点的调试是指对管子集电极电流I C （或U CE ）的调整与测试。

静态工作点是否合适，对放大器的性能和输出波形都有很大影响。

如工作点偏高，放大器在加入交流信号以后易产生饱和失真，此时u O 的负半周将被削底，如图2－2(a)所示；如工作点偏低则易产生截止失真，即u O 的正半周被缩顶（一般截止失真不如饱和失真明显），如图2－2(b)所示。

这些情况都不符合不失真放大的要求。

所以在选定工作点以后还必须进行动态调试，即在放大器的输入端加入一定的输入电压u i ，检查输出电压u O 的大小和波形是否满足要求。

如不满足，则应调节静态工作点的位置。

(a) (b)图2－2 静态工作点对u O波形失真的影响改变电路参数U CC、R C、R B（R B1、R B2）都会引起静态工作点的变化，如图2－3所示。

但通常多采用调节偏置电阻RB2的方法来改变静态工作点，如减小RB2，则可使静态工作点提高等。

图2－3 电路参数对静态工作点的影响最后还要说明的是，上面所说的工作点“偏高”或“偏低”不是绝对的，应该是相对信号的幅度而言，如输入信号幅度很小，即使工作点较高或较低也不一定会出现失真。

所以确切地说，产生波形失真是信号幅度与静态工作点设置配合不当所致。

如需满足较大信号幅度的要求，静态工作点最好尽量靠近交流负载线的中点。

2、放大器动态指标测试放大器动态指标包括电压放大倍数、输入电阻、输出电阻、最大不失真输出电压（动态范围）和通频带等。

1) 电压放大倍数A V 的测量调整放大器到合适的静态工作点，然后加入输入电压u i ，在输出电压u O 不失真的情况下，用交流毫伏表测出u i 和u o 的有效值U i 和U O ，则 iV U U A三、实验设备与器件 1、＋12V 直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、交流毫伏表5、直流电压表6、直流毫安表7、频率计8、万用电表9、晶体三极管3DG6×1(β＝50～100)或9011×1 （管脚排列如图2－7所示）电阻器、电容器若干 四、实验内容实验电路如图2－1所示。

各电子仪器可按实验一中图1－1所示方式连接，为防止干扰，各仪器的公共端必须连在一起，同时信号源、交流毫伏表和示波器的引线应采用专用电缆线或屏蔽线，如使用屏蔽线，则屏蔽线的外包金属网应接在公共接地端上。

1、调试静态工作点接通直流电源前，先将R W调至最大，函数信号发生器输出旋钮旋至零。

接通＋12V电源、调节R W，使I C＝2.0mA，用直流电压表测量U B、U E、U C及用万用电表测量R B2值。

记入表2－1。

表2-1 I C＝2mA测量值计算值U B （V）UE（V）UC（V）RB2（KΩ）UBE（V）UCE（V）IC（mA）2、测量电压放大倍数在放大器输入端加入频率为1KHz的正弦信号u S，调节函数信号发生器的输出旋钮使放大器输入电压U i 10mV，同时用示波器观察放大器输出电压u O波形，在波形不失真的条件下用交流毫伏表测量下述三种情况下的U O值，并用双踪示波器观察u O和u i的相位关系，记入表2－2。

表2－2 Ic＝2.0mA U i＝ mVRC （K Ω）RL(KΩ) Uo(V) AV观察记录一组u O和u1波形2.4 ∞2.4 2.43、观察静态工作点对电压放大倍数的影响置R C＝2.4KΩ，R L＝∞，U i适量，调节R W，用示波器监视输出电压波形，在u O 不失真的条件下，测量数组IC和UO值，记入表2－3。

表2－3R C＝2.4KΩ R L＝∞ U i＝mVIC(mA) 2.0UO(V)AV测量I C时，要先将信号源输出旋钮旋至零（即使U i＝0）。

4、观察静态工作点对输出波形失真的影响置R C＝2.4KΩ，R L＝2.4KΩ， u i＝0，调节R W使I C＝2.0mA，测出U CE值，再逐步加大输入信号，使输出电压u0足够大但不失真。

然后保持输入信号不变，分别增大和减小R W，使波形出现失真，绘出u0的波形，并测出失真情况下的I C和U CE值，记入表2－4中。

每次测I C和U CE值时都要将信号源的输出旋钮旋至零。

表2－4 R C＝2.4KΩ R L＝∞ U i＝mVI C (mA) UCE(V) u0波形失真情况管子工作状态2.0五、实验总结1、列表整理测量结果，并把实测的静态工作点、电压放大倍数与理论计算值比较，分析产生误差原因。

2、讨论静态工作点变化对放大器输出波形的影响。

实验四负反馈放大器一、实验目的加深理解放大电路中引入负反馈的方法和负反馈对放大器各项性能指标的影响。

二、实验原理负反馈在电子电路中有着非常广泛的应用,虽然它使放大器的放大倍数降低，但能在多方面改善放大器的动态指标，如稳定放大倍数，改变输入、输出电阻，减小非线性失真和展宽通频带等。

因此，几乎所有的实用放大器都带有负反馈。

负反馈放大器有四种组态，即电压串联，电压并联，电流串联，电流并联。

本实验以电压串联负反馈为例，分析负反馈对放大器各项性能指标的影响。

1、图4－1为带有负反馈的两级阻容耦合放大电路，在电路中通过R f 把输出电压u o 引回到输入端，加在晶体管T 1的发射极上，在发射极电阻R F1上形成反馈电压u f 。

根据反馈的判断法可知，它属于电压串联负反馈。

主要性能指标如下 1) 闭环电压放大倍数VV VVf F A 1A A +=其中 A V ＝U O ／U i — 基本放大器（无反馈）的电压放大倍数，即开环电压放大倍数。

1＋A V F V — 反馈深度，它的大小决定了负反馈对放大器性能改善的程度。

图4－1 带有电压串联负反馈的两级阻容耦合放大器2) 反馈系数F1f F1V R R R F +=3) 输入电阻R if ＝(1＋A V F V )R iR i — 基本放大器的输入电阻4) 输出电阻VVO OOf F A 1R R +=R O — 基本放大器的输出电阻A VO — 基本放大器R L ＝∞时的电压放大倍数三、实验设备与器件1、＋12V直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、频率计5、交流毫伏表6、直流电压表7、晶体三极管3DG6×2(β＝50～100)或9011×2电阻器、电容器若干。

四、实验内容1、测量静态工作点按图4－1连接实验电路，取U CC＝＋12V，U i＝0，调整RW1使I c1为1.5mA, 调整RW2使U c2为6.5V,用直流电压表分别测量第一级、第二级的静态工作点，记入表4-1。

表4－12、测试基本放大器的各项性能指标1)测量中频电压放大倍数A V，输入电阻R i和输出电阻R O。

①以f＝1KHZ，U S约5mV正弦信号输入放大器，用示波器监视输出波形uO ，在uO不失真的情况下，用交流毫伏表测量US、Ui、UL，记入表4－2。

表4-2②保持U S不变，断开负载电阻R L（注意，R f不要断开），测量空载时的输出电压U O，记入表4－2。

2)测量通频带接上R L，保持1)中的U S不变，然后增加和减小输入信号的频率，找出上、下限频率f h和f l，记入表4－3。

3、测试负反馈放大器的各项性能指标将实验电路恢复为图4－1的负反馈放大电路。

适当加大U S（约10mV），在输出波形不失真的条件下，测量负反馈放大器的A Vf、R if和R Of，记入表4－2；测量fhf 和fLf，记入表4－3。

表4－3*4、观察负反馈对非线性失真的改善1)实验电路改接成基本放大器形式，在输入端加入f＝1KHz 的正弦信号，输出端接示波器，逐渐增大输入信号的幅度，使输出波形开始出现失真，记下此时的波形和输出电压的幅度。

2)再将实验电路改接成负反馈放大器形式，增大输入信号幅度，使输出电压幅度的大小与1)相同，比较有负反馈时，输出波形的变化。

五、实验总结1、将基本放大器和负反馈放大器动态参数的实测值和理论估算值列表进行比较。

2、根据实验结果，总结电压串联负反馈对放大器性能的影响。

六、预习要求1、复习教材中有关负反馈放大器的内容。

实验五集成运算放大器的基本应用一、实验目的1、研究由集成运算放大器组成的比例、加法、减法和积分等基本运算电路的功能。